启动工况下质子交换膜燃料电池动态性能仿真分析

本文以等效电路模型为基础模型,结合动态气体压力模型和动态热传输模型建立了集总参数模型,在SIMULINK环境下,利用建立的模型模拟了电池启动过程,发现了电压的下冲现象,且电压的响应时间与电池温度的响应时间基本一致,说明启停过程中电池温度对电池的动态性能影响很大. 进一步从温度角度对模型中决定电池输出电压大小的热力学电动势、活化过电势、欧姆过电势和浓差过电势的动态响应情况进行了分析,发现启动过程电压的下冲现象主要由电池活化过电势和欧姆过电势的过冲引起;当以阶跃信号形式输入温度时,启动过程电池输出电压响应很快且未发生下冲现象,说明提高电池温度的响应速度能够改善电池的动态性能.     

自增湿阴极开放式PEMFC的温度调控

温度对自增湿阴极开放式质子交换膜燃料电池（PEMFC）的性能有着重要的影响. 依据自制的常压自增湿型PEMFC及温度控制设备搭建测试平台,测试了燃料电池在不同工作温度下的输出特性曲线-伏安曲线和功率输出曲线. 通过拟合得到了电极过程动力学参数,分析了工作温度影响电池性能的主要原因.     

质子交换膜燃料电池动态建模及特性分析

通过分析质子交换膜燃料电池电压的影响因素,利用理想气体状态方程的微分形式求得氢气和氧气分压,并且结合热力学电动势及燃料电池的各种损耗,建立PEMFC的动态模型。通过对参数进行合理设定,得到PEMFC的稳态模型,其仿真结果与实验结果有较好的吻合,表明所建立模型的正确性、可操作性和有效性。利用建立的动态模型分析在载荷突变的情况下,输出电压和氢气分压的动态响应特性,从而达到准确模拟实际燃料电池系统的工作性能,评价预测燃料电池的承载能力和指导燃料电池堆操作的目的。